主網上线在即 一文深度解析Sei

發表於 2023-08-09 13:26 作者: 金色財經

作者:Steve_4P,fourpillars;翻譯:金色財經xiaozou

本文要點:

· 繼Terra和FTX事件之後,區塊鏈行業經歷了圍繞以太坊和rollup網絡的市場改革。

· 在這種市場形勢下,Sei網絡聲稱自己是一個快速的單體L1鏈。

· 最終,區塊鏈要想成功,就需要大量用戶能夠輕松使用,這對可擴展性和鏈穩定性有較高要求。

· Sei網絡开發了Twin Turbo共識機制,以實現世界上最快的最終確定時間,同時保持穩定運行。

· 現在,隨着主網發布即將到來,人們對Sei網絡能夠提供什么樣的性能非常感興趣。

1、區塊鏈行業的最新趨勢—Sei

SEI網絡的主網發布即將到來,它將成爲世界上最快的區塊鏈之一,也是領先的單體區塊鏈。一直推遲主網計劃至今的SEI網絡於2023年8月1日宣布,SEI將上线全球最大交易所幣安的launchpool。此外,幣安8月15日將上架Sei網絡代幣SEI,正式確認SEI網絡主網發布已爲時不遠。在SEI網絡主網發布即將到來之際,讓我們簡要了解一下SEI網絡,了解該網絡的理念和最新成就。

1.1 Rollup時代

繼Terra和FTX事件之後,區塊鏈行業經歷了圍繞以太坊和rollup網絡的市場改革。將自己定位爲以太坊競爭對手的Terra和Solana要么倒閉,要么元氣大傷,“不再需要新的L1區塊鏈”的觀點也隨之成爲主流觀點。這樣的市場形勢只會進一步讓已經很強大的以太坊生態系統更強,隨着更多的力量湧入以太坊採用的以rollup爲中心的多鏈生態系統,2022年至2023年這段時間可以順理成章地被稱爲“rollup時代”。在此期間,rollup鏈、L2解決方案和若幹模塊化區塊鏈受到了極大的關注。下面來看衆多rollup中的幾個代表性項目:

1.1.1 Optimism和OP Stack

當衆所周知Coinbase(與幣安並肩的世界上最大的交易所之一)通過OP Stack部署其BASE Chain時,OP Stack受到了極大的關注。

OP Stack是一套开源代碼,提供建設Optimistic Rollup的能力。使用OP Stack可以非常輕松地創建rollup。它可以被看作是Optimistic Rollup的一種軟件开發工具包(SDK)。最近,被稱爲Chat GPT之父的Sam Altman共同創立的Worldcoin也上线了Optimism主網,表明了他們對OP Stack多鏈愿景的支持。隨着Coinbase和Worldcoin這兩家知名公司積極利用Optimism和OP Stack,使用OP Stack建設Optimistic Rollup鏈的需求不斷增長。

1.1.2 ZK Sync和ZK Stack

雖然Optimism是一個建設Optimistic Rollup的rollup,它通過欺詐證明來驗證交易,但ZK Sync構建了ZK rollup,它通過有效性證明來驗證交易。盡管都是rollup,但它們的做法明顯不同。目前,由於長期的技術進步,ZK Sync不僅成爲以太坊生態系統中第三大L2 rollup,而且在2023年6月宣布推出類似於Optimism OP Stack的ZK Stack,從而加入了SDK大战。當然,目前還沒有值得注意的用例,因爲它還沒有發布。然而,對於那些希望建設rollup的人來說,現在有了替代OP Stack的另一種選擇,這表明rollup市場在未來的競爭會非常激烈。

除了這兩個項目,區塊鏈市場上還充斥着關於rollup、L 2和模塊化區塊鏈的種種討論,因爲各種基礎設施,如RaaS(rollup即服務),都是爲了簡化Rollup的創建過程而开發的。那么,現在建設L2是最終的解決方案嗎?創建新的L1的努力是否變得毫無意義?至少SEI網絡似乎並不這么認爲。

1.2 SEI反向押注單體L1鏈:爲什么他們不選擇L2

在任一行業中,當某項技術獲得大量關注時,不可避免地會有人才湧向該技術。然而,在盲目接受這些技術之前,也有必要進行批判性思考。Jay認爲,構建rollup並不能立即解決區塊鏈技術當前面臨的問題,這一觀點值得業內人士深思。也許,在某些方面,rollup可能是一個被濫用的術語,用來狡猾地欺騙那些被“L1區塊鏈”一詞拒之門外的人們。

當然,rollup和L1區塊鏈並非在所有方面都完全相同。但是根據正在構建的應用程序和資產的類型,L1和rollup可能具有相似的屬性。由於在Optimistic rollup上發行的所有資產都不受以太坊的保護,如果衡量鏈成功的標准是“許多用戶應該能夠毫無不便地使用它”,那么從SEI網絡的角度來看,構建L1似乎與構建rollup一樣有價值。

據說Sei Labs最初考慮將Sei網絡構建爲以太坊L2。然而,由於可擴展性的明顯限制以及L2 rollup固有的單測序器問題,他們選擇了L1。

等等,可擴展性問題怎么解決?引入rollup不是爲了解決以太坊面臨的固有的可擴展性問題嗎?

雖然模塊化區塊鏈的支持者將rollup視爲可擴展性問題的解決方案,但從Sei Labs的角度來看,rollup仍然是一個模棱兩可的選擇。畢竟,rollup仍然需要將處理過的數據存儲到以太坊的區塊中。由於以太坊區塊空間並不是無限的,因此它們可以處理的交易數量有明確的上限。

1.2.1 計算Rollup可以處理的最大TPS(每秒交易量)

以太坊區塊的目標大小約爲1500萬gas。要驗證以太坊中1 字節數據,需要16 gas。這意味着以太坊每個區塊可以驗證和處理大約937,500字節數據(1500萬/16)。如果我們假設一個非常“簡單”的rollup交易在打包提交給以太坊時使用了12字節(該數字因rollup和交易類型不同而不同,但該估算是基於V神對在rollup中執行的ETH轉账的計算),那么一個以太坊區塊可以處理的rollup交易數量爲78,125(937,500/12)。鑑於以太坊的區塊時間約爲13-15秒,將78125除以13-15秒的結果最大值爲6,000 TPS,最小值爲5,208 TPS。然而,該計算是基於以太坊的區塊空間專門用於rollup的假設。我們不要忘記,以太坊區塊鏈本身也可以作爲一個單體區塊鏈運行。像Uniswap和Opensea這樣的應用目前在以太坊基礎層上運行。這意味着rollup也在與以太坊原生app爭奪區塊空間。因此,rollup所能達到的TPS上限很可能小於5000。即使引入了Proto Dank Sharding,TPS上限也不會顯著增加。雖然Dank Sharding可能會提供顯著的增加,但它將需要相當長的時間才能實現。

出於這些原因,Sei選擇用自己的共識機制和區塊時間建設L1解決方案,而不是依賴於rollup(以及ETH或Celestia)。當然,對於許多用戶來說,要獲得無縫順滑的使用體驗,網絡必須非常快,同時仍然可以確保區塊鏈固有的安全性。那么,Sei究竟是如何建設其網絡的,它的速度有多快?

2Sei網絡概況

SEI網絡通常被視爲專門用於交易的L1區塊鏈,但它實際上是一個通用區塊鏈。雖然SEI有自己的“訂單匹配引擎”,但將SEI網絡描述爲具有強化的交易基礎設施的通用區塊鏈更爲准確。這是因爲交易資產被認爲是區塊鏈技術的基本特徵之一。此外,除了內部強化的交易基礎設施外,SEI還擁有驚人的速度,在“最終確定時間”方面超過了許多其他區塊鏈。因此,更重要的是研究SEI用來實現這種速度的共識機制。

2.1 Twin-Turbo共識機制:是什么讓Sei速度這么快?

Twin Turbo共識機制可以理解爲一種配備了兩個渦輪的共識機制,即SEI網絡所強調的智能區塊傳播(Intelligent Block PropagationOptimistic區塊處理(Optimistic Block Processing。它們扮演着什么角色?它們是如何提高SEI的速度的?

2.1.1 智能區塊傳播

在傳統的區塊鏈中,區塊傳播包括兩個步驟:

(1)當用戶發起交易時,節點接收並驗證交易,將其添加到其內存池中,並將此交易傳播到其他節點。

(2)經過驗證的交易由leader(PoW中的挖掘節點,BFT中的區塊提議者)包含在一個區塊中。然後,這個區塊在整個網絡中傳播。只有當所有節點都接收此區塊後,交易才能被視爲被成功處理。

然而,這種傳統方法效率低下,因爲相同的交易被傳輸兩次:第一次是在交易傳播期間,然後在區塊傳播期間被再次傳輸。這將導致網絡帶寬的浪費。

爲了解決這個問題,SEI網絡引入了一種機制,在該機制下,區塊提議者傳播一個包含交易哈希值和一個引用完整區塊的區塊ID的提案,而不是實際的交易數據。哈希值是通過哈希函數處理的原始交易數據的匯總,佔用空間比較小。

區塊提議者首先將區塊提議傳播到網絡中,然後逐漸將完整的區塊進行一部分一部分傳播。

形成區塊,而不必等待完整區塊的到來。如果有任何交易丟失,它們會等到整個區塊到達後再處理交易。

SEI使用這種區塊傳播過程成功地將網絡性能提高了約40%。(此外,SEI通過智能區塊傳播將最終確定時間降低到210ms,下文會提及。)

2.1.2 Optimistic區塊處理

在SEI的Optimistic處理之前,必須先建立對區塊的共識,然後才能處理區塊。然而,SEI一旦接收到一個區塊就开始處理,同時處理Prevote和Precommit。這種結構可能看起來有潛在風險,但由於在區塊處理期間也執行Prevote和Precommit進程,如果在此過程中認爲區塊無效,則可以簡單地棄用區塊並重新啓動進程。因此,這並不是一個大問題。SEI網絡並沒有省略傳統的共識過程,而是將這些過程並行處理。

SEI通過Optimistic區塊處理成功地將網絡性能提高了約33%。

2.2 交易並行處理

SEI還與Twin Turbo共識機制一起執行交易並行處理,這裏重要的是找出哪些交易可以並行處理。並非所有交易都可以並行處理,因爲很顯然存在相互影響的交易。最終,爲了實現安全的交易並行處理,找到具有潛在衝突的交易是非常重要的。SEI通過有向無環圖(DAG)預識別交易之間的關系,如果確認這些交易是彼此獨立的,則可以並行處理交易。通過這種方式,SEI已經能夠每秒處理20,000筆訂單。

3、依然渴望速度:Sei如何再減少最終確定時間

3.1 什么是最終確定時間?爲什么它很重要?

許多人在計算區塊鏈的性能和可擴展性時經常考慮到TPS(每秒交易量),但實際上,TPS可能是一個相當模糊的指標。這裏有一個例子來解釋爲什么。讓我們假設區塊鏈A可以在一個區塊中包含60萬筆交易。但如果區塊鏈A創建一個區塊需要1分鐘,那么TPS(=一個區塊中的交易數量/以秒爲單位的區塊時間)將是10,000,但實際上,由於網絡包含60萬筆交易需要1分鐘,因此不能視爲每秒實時處理10,000筆交易。TPS只是一個將區塊鏈的處理能力以秒爲單位劃分的數字,所以表面上的TPS對用戶來說是不同的。

我舉的例子可能不夠極端,但即使你大幅增加每個區塊的交易數量,並將區塊時間延長到1小時,TPS仍然可能非常高(盡管用戶將不得不等待一個小時才能將交易包含在網絡中)。出於這個原因,最近在討論區塊鏈的可擴展性時,TTF(最終確定時間)似乎比TPS更常用,TTF是一個表明交易被確認所需時間的指標。特別是對於像SEI網絡這樣專注於金融交易的L1鏈來說,即時處理交易並在反映在網絡中很重要,因此使TTF盡可能快是非常重要的。

3.2 Sei與其他區塊鏈比較

通過上述Twin Turbo共識機制(特別是通過智能區塊傳播),SEI網絡成功地將最終確定時間降至約250ms。這是現有區塊鏈中最快的最終確定時間,實際上可以被用戶視爲近乎即時的交易確認。當然,這是在非常積極的情況下的最終確定時間,在SEI測試網Atlantic-2上進行多次嘗試後,最穩定的最終確定時間是410ms。他們成功地將終最終確定時間降至250ms,但某些節點難以維護網絡,而RPC節點等基礎設施玩家已經落後了。這是不可避免的,因爲從本質上講,區塊鏈節點分散在世界各地,因此在傳播和通信方面肯定會有困難。那么如何在減少最終確認時間的同時包含所有這些節點呢?

3.3 Sei優化:即使在最保守的情況下也是最快的

爲了解決上述問題,SEI網絡在共識過程中添加了大約100ms的commit timeout(提交超時)。

根據網絡條件,commit timeout時間將來可能會更短,但是現在,在這個測試網絡中,添加的timeout是100ms。有了這個,就能夠實現380ms的更快的最終確定時間,而沒有添加timeout的情況下,可以實現穩定的410ms。有趣的是,即使有100ms的timeout,SEI也實現了現有區塊鏈中最快的確認時間。根據未來的網絡條件和對所添加timeout的調整,SEI的最終確定時間可能會進一步降低。SEI在保守環境中實現的最終確定時間比其他現有區塊鏈更快,這是個非常有趣的事實。

4SEI的未來前景

實際上,SEI主網發布在去年一直被推遲,剛剛才最終確定。我並不隸屬於SEI基金會,所以我無法准確解釋爲什么SEI主網計劃被推遲,但我在研究SEI的期間了解到這樣一個事實,那就是SEI一直在努力提高網絡性能。似乎他們一直推遲主網發布,是爲了達到他們理想的最終確定時間。當然,減少最終確定時間是必要的,但更關鍵的是網絡在穩定環境下運行情況。過去的一年裏,SEI一直專注於網絡改進,推遲主網發布以確保速度和穩定性。

當然,在主網發布之後,可以被認爲是一個不同於測試網的環境,有許多外部變量,因此無法確認在測試網獲取的性能是否可以直接轉嫁過去。然而,由於測試網環境的設置是盡可能保守的,因此在主網發布後立即實現快速最終確定時間是非常有可能的。

高穩定性和高速——如果SEI網絡能夠做到這兩點,就可以創造這樣一個環境:很多用戶都可以使用該鏈而不會產生任何不便。最終,無論是L1還是L2,都需要大量用戶使用才能成功,因此SEI主網發布吸引了區塊鏈行業衆多參與者的興趣。作爲一個更喜歡單體區塊鏈而非模塊化區塊鏈的人,我真誠地希望SEI能夠取得成功,並爲L1競爭帶來一個新的开端。

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